JP4772142B2 - ワイヤカット放電加工機およびワイヤカット放電加工機による仕上げ加工方法 - Google Patents

Description

本発明は、ワイヤカット放電加工機に関し、特に、アプローチやエスケープにおける放電傷の発生を抑制する機能を備えたワイヤカット放電加工機およびワイヤカット放電加工機による仕上げ加工方法に関する。

ワイヤカット放電加工機において、仕上げ加工では、前回の荒加工表面から、最終仕上げ加工まで、加工表面を、複数回、順次加工量を３０〜１μｍ程度まで減らしながら、放電加工で削り取る。

この仕上げ加工において、加工開始位置から実際の加工形状へ加工を進め、最初に前回のワーク加工表面にワイヤ電極が近づく際（以下、「アプローチ」という）に、ワイヤカット放電加工機のワイヤ電極を移動する指令であるアプローチ部の移動プログラムブロックによる指令位置の最終到達位置より数１０μｍ手前から放電が始まり、最終到達位置に到達するまでに、必要以上に放電加工をしてしまい、ワークに深い溝を生じる現象がある。

同様に、加工形状を加工し終わり、加工開始位置に復帰するプログラムブロックにおいて、ワイヤ電極がワーク加工表面から離れ始める際（以下、「エスケープ」という）にも、ワークからの離脱点に放電加工が連続して続き、その結果、この部分を必要以上に放電加工してしまい、深い溝をワーク表面に形成する現象がある。なお、離脱点に生じる深い溝は、ワイヤ電極が線状であるので、深い溝もワイヤ電極の軸方向に延びる形状である。

このことを図１と図２を用いて説明する。図１はダイ穴の加工の上面図である。図２はワイヤ電極の切り込み時と逃げ時にワークに形成される深い傷を説明する図である。
ワーク２に加工されるダイ穴３の仕上げ加工を行うため、切り込み時にはワイヤ電極１をアプローチ移動方向２０で示されるように粗加工状態のダイ穴３が形成されたワーク２の壁面に接近させる。そして、ワイヤ電極１は、仕上加工移動方向２１で示される方向に相対移動することによって、ダイ穴３の壁面全周を仕上げ加工した後、逃げ時にはエスケープ移動方向２４に相対的に移動し、ワーク２から遠ざかる。このように、切り込み時のアプローチや逃げ時のエスケープの時にワーク２に抉れ溝２２が発生する。

図３は、図２に示したダイ穴の加工の側面断面図である。ワイヤ電極１がワーク２方向へ相対移動すると、ワイヤ電極１は静電吸引力２３によってその中心部がワーク２に引き寄せられ、湾曲形状をなす。そうすると、図４に示されるようにワイヤ電極１の上ワイヤガイド１４と下ワイヤガイド１５とが放電開始位置に到達する前に放電２５を開始してしまう。つまり、ワイヤ電極１がプログラムされた位置に到達する間、同じ位置で放電が継続し、一箇所を過剰放電してしまう。ワイヤ電極１の中央部によって抉れ溝２２がワーク２表面に形成される。図５は、従来技術におけるアプローチで傷が発生することを説明するグラフである。

上述したように、ワーク２に対するワイヤ電極１のアプローチで抉れ溝２２が形成され、問題である。抉れ溝２２の発生原因の１つに、ワーク２を上下に挟んだ上下ワイヤガイド１４，１５で支えられたワイヤ電極１が、放電加工のための電圧印加状態で、ワーク加工表面に近づく際に、電気的な作用で発生する静電吸引力２３により、ワーク表面に吸い寄せられる現象がある。

静電吸引力２３とは、ワイヤ電極１とワーク２間に電圧を印加した際に生じる静電気力のことである。ワイヤ電極１とワーク２には電圧が印加されているため、一般にワイヤ電極１はワーク２に引き寄せられ、この引き寄せられる力のことを静電吸引力２３と呼ぶ。静電吸引力２３は、ワイヤ電極１とワーク２間の印加電圧の２乗に比例し、その間隙の距離に反比例する。すなわち、印加電圧が高いほど、吸引する力が大きく、それらの間隙の距離が小さいほど、吸引する力が大きくなる。

また、ワーク２とワイヤ電極１の対向する面積が大きいほど、つまり、ワーク２の板厚が厚いほど、静電吸引力２３も大きくなる。当然、力学的に、ワイヤ電極１を上下で支えている上ワイヤガイド１４と下ワイヤガイド１５間の距離が大きければ、上下ワイヤガイド１４，１５の間のワイヤ電極１は撓み易く、ワーク２に引き寄せられやすいし、ワイヤ電極１に掛けられる張力が低い場合も、ワーク２に引き寄せられ易い。

上記現象を詳しく説明する。ワイヤ電極１は、上下ワイヤガイド１４，１５によりワーク２の上下面側で支持されているが、ワーク２に近接するワイヤ電極１の中央部は支持されておらず、ワイヤ電極１に掛けた張力で真直を維持している。

しかし、放電のための印加電圧を掛けた状態でワイヤ電極１が相対的にワーク表面に近づくと、上下ワイヤガイド１４，１５の位置が、放電が発生するには遠すぎるアプローチ部移動プログラムブロック終点より前にあるにも関わらず、静電吸引力２３により、ワイヤ電極１が弓なりになりワーク２の加工表面に吸い寄せられ、最も変位の大きい中央部が近づき、最初に放電を開始してしまう。

通常、仕上げ加工では、加工表面を適切な速度を持って通過しながら舐め加工を行うのであるが、アプローチ部では、上下ワイヤガイド１４，１５の位置がプログラムブロックの終点まで到達する間、同じアプローチ部を連続放電加工してしまうため、この放電している時間が長ければ長いほど、抉れ溝（深い放電加工傷）２２がワーク２の表面に生じてしまう。

上記、抉れ溝（放電加工傷）２２の発生を防止する技術として、特許文献１には、アプローチ部の位置を認識し、認識したアプローチ部分と加工形状部分におけるワイヤ電極の中心との距離を計算し、計算して得られた距離に応じて加工時に投入するエネルギーが設定された加工エネルギー投入テーブルに基づき、前記計算して得られた距離に対応した加工エネルギーで加工を行うワイヤ放電加工の技術が開示されている。

また、特許文献２には、被加工物の用途に応じて、作業者が形状指示手段により、被加工物加工面のアプローチ部分近傍に凸形状に形成したい場合には負の指示値を指示することにより、被加工物加工面のアプローチ部分近傍の形状を所望の形状に調節する技術が開示されている。

しかしながら、特許文献１や特許文献２に開示される技術は、ワイヤ電極１への加工電源電圧を印加することによって発生する静電吸引力２３による抉れ溝２２がワーク２の表面に形成されることを抑制する技術ではない。

特開２００７−７５９９６号公報 国際公開第２００３／０４５６１４号

放電加工を行う場合、予め、ワイヤ電極１とワーク２間に電圧を印加し、可動軸を移動させ、適切な放電間隙に近づくまで、放電を待つのがこれまでの通常の放電プロセスであった。このため、放電が開始される距離に近づく際に、ワイヤ電極１を支えているワイヤガイド位置よりも静電吸引力により先行したワイヤ電極１の中央部がワークに近づき、放電を始めてしまうことを防げなかった。

同様に、加工終了時に、加工面から垂直方向に離れる瞬間に放電が途切れるわけではなく離れ始め、１０〜３０μｍ程度の距離で放電が継続し、このため過剰放電が生じ、ワーク表面が抉れる。

加工面からワイヤが離れる際は、離れるに従い、段階的に放電がまばらとなり、結果、ワイヤ電極１とワーク２間の電圧も高くなり、さらに、静電吸引力２３が増大し、軸の移動は加工面から離れているにも関わらず、ワイヤ電極１の中央部は、加工面に吸引されている状態を継続し、さらに、過剰放電を起こしてしまう。

静電吸引力２３を減少させる方法として、放電電圧の印加時間と休止時間の割合を決定している放電休止時間（以下、「ＯＦＦ時間」という）を非常に長く延ばし、結果、平均電圧を下げることで静電吸引力を減じる方法もあるが、ＯＦＦ時間を伸ばしても、強い放電用印加電圧が印加される限り、静電吸引力２３を全くゼロにすることはできなかった。

そこで本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、アプローチやエスケープにおける放電を防ぎ、放電傷がワーク表面に形成されることを抑制することが可能な、アプローチやエスケープにおける放電傷の発生を抑制する機能を備えたワイヤカット放電加工機およびワイヤカット放電加工機による仕上げ加工方法を提供することである。

本願の請求項１に係る発明は、ワイヤカット放電加工機における仕上げ加工方法であって、ワイヤ電極がワークにアプローチする際に、少なくとも過剰放電が発生しない距離だけワイヤ電極がワークに近接するまで、放電電圧を印加せず放電加工を行わない状態にしてアプローチし、その後放電電圧を印加し放電加工を行う状態にして仕上げ加工を実行させることを特徴とする仕上げ加工方法である。
請求項２に係る発明は、仕上げ加工後、ワイヤ電極がワークからエスケープする際に、加工形状のブロック終了点から少なくとも過剰放電が発生しない距離だけ該ワイヤ電極が該ワークから離れるまで、放電電圧を印加せず放電加工を行わない状態にしてエスケープ動作させることを特徴とする請求項１に記載の仕上げ加工方法である。
請求項３に係る発明は、前記放電電圧を印加せず放電加工を行わない状態にする手段は、加工電源をＯＮせずに加工プログラムの指令を実行するワイヤカット放電加工機のドライラン機能を用いることを特徴とする請求項１または２のいずれか１つに記載の仕上げ加工方法である。
請求項４に係る発明は、前記放電電圧を印加せず放電加工を行わない状態は、ワイヤ電極とワークの接触（短絡）を検出するための微弱なパルス状の電圧を印加する場合を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の仕上げ加工方法である。
請求項５に係る発明は、ワイヤ電極とワークが接触し、電気的に短絡（ショート）状態になっている時、ワイヤ電極とワークの接触（短絡）状態を解除するため、自動的に、進んできた軌跡を短絡が解除するまで後退（後退制御）し、短絡が解除したことを検出した後、放電用加工電圧を印加し、放電加工を再開することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の仕上げ加工方法である。

請求項６に係る発明は、加工プログラムを解析し、アプローチ部のみ自動的に放電電圧を印加せず放電加工を行わないように指令し、そのブロック終了時に放電電圧を印加し放電加工を行うように指令することにより、加工電圧を印加し、放電を開始するようにしたことを特徴とするワイヤカット放電加工機である。
請求項７に係る発明は、加工プログラムを解析し、加工終了時のワークのエスケープ部分に到達すると、放電電圧を印加せず放電加工を行わないように指令することを特徴とする請求項６に記載のワイヤカット放電加工機である。
請求項８に係る発明は、前記放電電圧を印加せず放電加工を行わない状態は、ワイヤ電極とワークの接触（短絡）を検出するための微弱なパルス状の電圧を印加する場合を含むことを特徴とする請求項６または７のいずれか１つに記載のワイヤカット放電加工機である。
請求項９に係る発明は、ワイヤ電極とワークが接触し、電気的に短絡（ショート）状態になっている時、ワイヤ電極とワークの接触（短絡）状態を解除するため、自動的に、進んできた軌跡を短絡が解除するまで後退（後退制御）し、短絡が解除したことを検出した後、放電用加工電圧を印加し、放電加工を再開することを特徴とする請求項６〜８のいずれか１つに記載のワイヤカット放電加工機である。

本発明により、アプローチやエスケープにおける過剰な放電を防ぎ、放電傷がワーク表面に形成されることを抑制することが可能な、アプローチやエスケープにおける放電傷の発生を抑制する機能を備えたワイヤカット放電加工機およびワイヤカット放電加工機による仕上げ方法を提供できる。

ダイ穴の加工の上面図である。 ワイヤ電極の切り込み時と逃げ時にワークに形成される深い傷を説明する図である。 ダイ穴の加工の側面断面図である。 ワイヤ電極の加工面への接近時と加工面からの逃げ時の状態を説明する図である。 従来技術におけるアプローチで傷が発生することを説明するグラフである。 本発明が適用されるワイヤカット放電加工機本体の概略構成図である。 ワイヤカット放電加工機本体を制御する数値制御装置の概略構成図である。 静電吸引力によるワイヤ電極の変位を、光透過型センサを用いて測定することを説明する図である（加工電源電圧を印加しない時）。 静電吸引力によるワイヤ電極の変位を、光透過型センサを用いて測定することを説明する図である（加工電源電圧を印加している時）。 ワイヤ電極の吸引力とワイヤ電極とワーク間距離の関係を説明する図である。 電圧印加時におけるアプローチの時の上下ワイヤガイドの位置とワイヤ電極の位置との関係を説明する図である（加工電源電圧を印加した時）。 放電ＯＦＦ状態におけるアプローチの時の上下ワイヤガイドの位置とワイヤ電極の位置との関係を説明する図である（加工電源電圧を印加しない時）。 本発明によりアプローチにおいて傷の発生が抑制されたことを説明するグラフである。 本発明の処理のアルゴリズムを示すフローチャートの一例である。 従来技術による放電加工を説明する図である。 本発明による放電加工を説明する図である。

以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図６は、本発明が適用されるワイヤカット放電加工機本体３０の概略構成図である。ワイヤ電極１が巻かれたワイヤボビン１１は、送り出し部トルクモータ１０で、ワイヤ電極１の引き出し方向とは逆方向に指令された所定低トルクが付与される。ワイヤボビン１１から繰り出されたワイヤ電極１は、複数のガイドローラを経由し（図示せず）、ブレーキモータ１２により駆動されるブレーキシュー１３により、ブレーキシュー１３とワイヤ電極送りモータ（図示せず）で駆動されるフィードローラ１９の間の張力が調節される。

ブレーキシュー１３を通過したワイヤ電極１は、上ワイヤガイド１４、下ワイヤガイド１５、下ガイドローラ１６を経由し、ピンチローラ１８とワイヤ電極送りモータ（図示せず）で駆動されるフィードローラ１９で挟まれ、ワイヤ電極回収箱１７に回収される。

ワイヤカット放電加工機本体３０は、図７に示される数値制御装置（ＣＮＣ）５０によって制御され、ワークの加工を行う。数値制御装置５０は、プロセッサ（ＣＰＵ）５１、ＲＡＭ、ＲＯＭなどのメモリ５２、表示用インタフェース５３、表示装置５４、キーボードインタフェース５５、キーボード５６、サーボインタフェース５７、サーボアンプ５８、外部機器との信号の授受を行う入出力インタフェース６０である。そして、前記各要素はバス６１を介して相互に接続されている。３０はワイヤカット放電加工機本体であり、加工電源も含まれている。サーボモータ３１はサーボアンプ５８によって駆動される。加工用電源を含むワイヤカット放電加工機本体３０は、インタフェース５９を介して制御される。加工プログラムをスタートすると、インタフェース５９を介して加工電源ＯＮの指令がなされる。加工電源をＯＦＦする場合にもインタフェース５９を介してワイヤカット放電加工機本体３０に指令される。入出力機器３２は入出力インタフェース６０を介して入出力信号が授受される。そして、ワイヤカット放電加工機は、従来から加工プログラムのチェック方法として、実機を動作させるドライラン機能を備えている。ドライラン機能を説明する。ドライランは、加工電源をＯＮせずに加工プログラムの指令を実行し、軸移動を確認するものである。

本発明は、上記従来からのワイヤカット放電加工機を用い、仕上げ加工のアプローチやエスケープにおいて、加工プログラムを起動させ、プログラム通りに軸移動を行い、なおかつ、放電ＯＦＦ状態（放電電圧を印加せず、放電加工を行わない状態）、例えば、ドライラン機能を使用することで、この箇所の放電を防止し、深い放電傷の問題を解決する。

ここで、静電吸引力２３によるワイヤ電極１の変形について説明する。図８，図９は、静電吸引力によるワイヤ電極の変位を、光透過型センサを用いて測定することを説明する図であり、図８は加工電源電圧がＯＦＦの時で、図９は加工電源電圧がＯＮの時である。光透過型センサ２６はワイヤ電極１の変位量を測定するセンサである。光透過型センサ２６は、図示しない発光部と受光部を備え、該発光素子と該受光素子との間にワイヤ電極１を配置する。光透過型センサ２６と下ワイヤガイド１５との位置関係は一定である。静電吸引力２３によって発光部の光を遮っているワイヤ電極１の位置が変化し、受光部に入射する光を遮る面積を変化させる。これによって、受光部に入射する光量が変化する。この光量の変化を測定することによって、ワイヤ電極１の変位量を計測することができる。なお、符号２７は光透過型センサ２６の中心位置を表す。

前述したように、図８は加工電源電圧がＯＦＦの時である。加工電源用スイッチ２８をＯＦＦにすることによって、加工電源２９の加工電源電圧がワイヤ電極１に印加されない。この場合、ワイヤ電極１とワーク２との間に静電吸引力２３は発生せず、ワイヤ電極１の上ワイヤガイド１４と下ワイヤガイド１５の間の中央部は変位しない。

一方、図９は、加工電源電圧がＯＮの時である。加工電源用スイッチ２８をＯＮすることによって、加工電源２９の加工電源電圧がワイヤ電極１に印加される。この時には、ワイヤ電極１とワーク２との間に静電吸引力２３が発生し、ワイヤ電極１の中央部がワーク２の方向へ吸引されることによって、ワイヤ電極１に変位が生じる。静電吸引力２３の大きさは、印加電圧とワイヤとワーク間の隙間（ギャップ）の大きさによって異なる。換言すると、静電吸引力２３は印加電圧の２乗と、ワイヤとワーク間の間隙間距離の逆数に比例する。

図１０は、ワイヤ電極の吸引力とワイヤ電極とワーク間距離の関係を説明する図で、静電吸引力とワイヤ電極の変位量を、電圧、ワイヤ径、ワイヤ張力、ワーク板厚、ワイヤ−ワーク間距離からの計算に基づいて、示している。なお、これは一例にすぎない。

グラフの横軸はワイヤ−ワーク間距離（μｍ）、左側の縦軸はワイヤ電極１の吸引力（Ｎ／ｍ）、右側の縦軸はワイヤ電極１の変位を表す。静電吸引力２３はワイヤ電極１とワーク２との間の距離の逆数に比例する。同様に、ワイヤ電極１の変位もワイヤ電極１とワーク２との間の距離の逆数に比例する。図１０において、ワイヤ−ワーク間距離が、アプローチ部の移動プログラムにより、１５μｍまで近づいた時（図１０の横軸ｂ点）、発生した静電吸引力により、ワイヤ電極の変位が１０μｍ発生し、結果、ワイヤ−ワーク間の距離が１５−１０＝５μｍとなり、放電が開始し始める放電到達ギャップ（隙間）（図１０の横軸ａ点）に達してしまい、本来のワイヤ電極１が変位しないで放電が開始する場合のワイヤ電極１の位置（図１０の横軸ａ点）より１０μｍ手前（図１０の横軸ｂ点）から放電が始まり、実際の到達位置に達するまでの移動区間の１０μｍ間（図１０のｃ間）、過剰放電が継続する。

図１１は、加工電源電圧印加時におけるアプローチの時の上下ワイヤガイドの位置とワイヤ電極の位置との関係を説明する図で、図１０のグラフで説明した過剰放電の発生プロセスを、実際のワイヤ電極とワークの図で表したものである（加工電源電圧を印加した時）。図１０のグラフを用いて説明したように、ワイヤ電極１とワーク２の間の静電吸引力２３によって、ワイヤ電極１はワーク２に吸引され、本来放電が発生するより離れた位置から放電が開始し、放電継続区間が長くなり、結果として、ワーク２に抉れ溝２２が形成されてしまう（従来技術の問題点）。

図１１では、ワーク加工面の位置を基準としてその位置から離れる方向の距離を示している。ワイヤ電極１に電源電圧を印加すると、ワイヤ電極１とワーク２の加工面との間に静電吸引力２３が発生し、ワイヤ電極１の中央部がワーク２の加工面方向に吸引される。ワイヤ電極１がアプローチによって、ワーク２の加工面方向に相対的に移動すると、上下ワイヤガイド１４，１５が１５μｍの位置に到達した時、ワイヤ電極１の中央部は放電が発生するワイヤ電極１とワーク２の間隙に達する。従って、上下ワイヤガイド１４，１５が１５μｍから５μｍまで移動する区間が放電継続区間となる。

本発明では、上下ワイヤガイド１４，１５がワーク２に対して相対的に放電開始位置に達するまで放電ＯＦＦの状態に維持し、不必要な放電継続区間が生じないようにする。このことを、図１２を用いて説明する。図１２は、放電ＯＦＦ状態におけるアプローチの時の上下ワイヤガイド１４，１５の位置とワイヤ電極１の位置との関係を説明する図である（加工電源電圧を印加しない時）。図１２に示すように、図１１の放電継続区間をドライラン区間とすることによって、過剰放電が発生せず、それによって抉れ溝２２がワーク２に形成されることを防止できる。

図１２ではアプローチについて説明した。これと同様にエスケープにおいてドライラン区間を設けることによって、アプローチ部と同様に過剰放電を回避でき、エスケープ部において抉れ溝２２は形成されない。このように、本発明では、アプローチ部やエスケープ部で放電をＯＦＦする状態とすることによって、ワーク２の加工面に抉れ溝２２が形成されることを抑制することができる。

次に、放電ＯＦＦを、プログラム指令の追加で行う本発明の実施形態と、放電制御ソフトウェアによる自動制御で行う本発明の実施形態を説明する。
（実施形態１）
加工プログラムに放電をＯＦＦするためプログラム指令を追加する。アプローチでは、アプローチの移動ブロックに、放電ＯＦＦ指令、例えば、ドライラン機能指令（Ｍ４０）を挿入し、アプローチプログラムブロック（通常、オフセット補正開始指令と同じブロック）の次のブロックに、放電ＯＮ指令、例えば、ドライラン解除（放電開始）指令（Ｍ８０）を挿入する。

また、エスケープでは、エスケープブロック（通常、オフセット補正キャンセル指令Ｇ４０と同じブロック）に、放電ＯＦＦ指令（ドライラン指令Ｍ４０）、もしくは、位置決め指令Ｇ００を挿入する。

アプローチ部においては、位置決め指令であるＧ００指令では、終点でワイヤ電極１がワーク２に接触しており短絡状態のため、次のブロックＧ０１、Ｇ０２、Ｇ０３の加工指令が指令されても、放電加工を開始することができないため、放電ＯＦＦ指令が望ましい。

（実施形態２）
放電制御ソフトウェアによる自動制御である。
加工プログラムを解析し、ワイヤ放電加工機を制御する数値制御装置（ＣＮＣ）内部のソフトウェアにより、アプローチ部のみ自動的に放電ＯＦＦを指令（例えば、ドライラン機能を有効に）し、そのブロック終了時に放電ＯＮを指令（ドライラン機能を無効に）することにより、加工電源電圧を印加し、放電を開始するようにする。

同様に、加工終了時のワークのエスケープ部分に到達すると、再度、放電ＯＦＦを指令し（例えば、ドライラン機能有効）、Ｇ４０の移動ブロックが終了する際に、放電ＯＮの指令（ドライラン機能無効）に戻し、次の加工ブロックに備える。

上記実施形態１や上記実施形態２について説明したように、本発明はアプローチやエスケープの移動プログラムブロックを放電ＯＦＦ状態（ドライラン機能有効）にするだけでよく、特別な制御も必要なく静電吸引力が全く発生せず、ワイヤ電極１の真直性を保つことができる。

アプローチのプログラムブロックの判定は、例えば、プログラムスタートから、先読みを行い、Ｇ４１、Ｇ４２のオフセット開始指令を含む移動ブロックを検出し、それをアプローチプログラムブロックと判定し、また、エスケープのプログラムブロックの判定は、Ｇ４０のオフセットキャンセル指令ブロックを含む移動ブロックを検出し、それをエスケーププログラムブロックとして放電ＯＦＦの制御を行う方法もある。

また、ワイヤカット放電加工機での放電加工事例では、図１に示されるように、丸穴形状の加工の様に、ワーク２のアプローチ部分とエスケープ部分が１周回って重なり、同一部分となる場合が多い。この重なり部分をプログラムの先読み解析により検出し、アプローチでは重なり部分に近づくブロックを、また、エスケープでは重なり部分から次のブロックを、それぞれ放電ＯＦＦ状態で制御する方法もある。

ここで、放電ＯＦＦ状態について説明する。放電ＯＦＦ状態とは、放電ＯＦＦの指令により、ワイヤ−ワーク間に放電加工用の電圧を印加せず、放電を発生させない状態である。また、例えば、ワイヤ電極−ワークの接触（短絡）を検出するための微弱なパルス状の電圧を印加していても、実際には、微弱な放電加工により加工量が極端に少なく、この場合でも、放電状態ＯＦＦ状態に含まれる。

次に、アプローチにおける放電ＯＦＦから放電ＯＮへの切り替えについて説明する。仕上げ加工においては、アプローチで、前回の加工部分よりさらに仕上げ加工代分、食い込むことになり、ワイヤ電極１がワーク２の加工面に接触している状態が発生する可能性がある。しかし、放電ＯＦＦ状態での移動（ドライラン機能有効）のため、ワイヤ電極１とワーク２が接触し短絡状態においても加工プログラム軌跡通り進むことになる。

放電加工を再開するため、ブロックエンドにおいてドライラン機能を解除し放電ＯＮ状態にするために、放電電圧を印加する制御に切り替える際、ワイヤ電極１とワーク２が接触し、電気的に短絡（ショート）状態になっている時の状態で、強い放電電圧を印加すると、ワイヤ電極１が溶断してしまう危険性がある。

そこで、ワイヤカット放電加工機では、まず、ワイヤ電極１とワーク２の接触（短絡）状態を解除するため、自動的に、進んできた軌跡を短絡が解除するまで後退（後退制御）し、短絡が解除したことを検出した後、放電用加工電圧を印加し、放電加工を再開する。

短絡検出用の微弱電圧はドライラン機能中も印加してもよく、また、ドライラン機能が解除された段階で印加してもよい。短絡検出用の微弱電圧により、ワイヤ電極１とワーク２の短絡が検出されず、開放状態であることが確認され、放電ＯＮ指令により放電状態に切り替わる際、短絡検出用微弱電圧は、ワイヤ電極１とワーク２との間に印加されず切り離され、替わりに放電用の強い電圧が印加される。このため、ワイヤ電極１とワーク２の短絡状態では高い電圧が印加されておらず、後退制御中は、ワイヤ電極１の静電吸引力が発生せず、ワイヤ電極の位置の変位は発生しない。

したがって、ワイヤ電極１とワーク２との短絡が解除された直後に放電加工が再開されるため、ワイヤ電極１が、支えられている上下ワイヤガイド１４，１５の位置とほぼ同じ位置の状態である適切な位置から、放電が開始されることになる。これによって、ドライランによる食い込み過ぎの後の短絡解除のための後退制御後の再開によっても、放電加工しすぎる心配はない。

次に、エスケープにおける放電ＯＮから放電ＯＦＦへの切り替えについて説明する。逃げ側（エスケープ）も、放電ＯＦＦ状態（例えば、ドライラン機能有効）に切り替える。なお、エスケープでは、補間型Ｇ００（位置決めの移動指令を、最短距離ではなく、プログラム通りに指令する方法）で制御してもよい。

本発明は、単純に、アプローチやエスケープの移動ブロックを、ドライランにするだけでよく、特別な制御も必要なく静電吸引力２３が全く発生せず、ワイヤ電極１の真直性を保てる。加工結果比較の図（図５と図１３）に示すとおり、電圧を印加した場合、従来技術では数μｍの過剰放電が観察されるが、本発明を実施することで過剰放電をなくすことができる。図１３は、本発明によりアプローチ部分において傷の発生が抑制されたことを説明するグラフである。図１３から、本発明により、ワーク２のアプローチ部分において、抉れ溝の形成が抑制されていることが見て取れる。

図１４は、本発明の処理のアルゴリズムを示すフローチャートの一例である。以下、各ステップに従って説明する。
●［ステップＳＡ１００］加工ブロックを１ブロック読み込む。
●［ステップＳＡ１０１］読み込んだブロックがプログラムの終了を意味するか否かを判断し、終了ならば処理を終了し、終了でなければステップＳＡ１０２に移行する。
●［ステップＳＡ１０２］読み込んだブロックのコードを取り出す。
●［ステップＳＡ１０３］取り出したブロックのコードは、アプローチ部もしくは、エスケープ部のプログラムブロックか、否かを判断し、アプローチ部もしくは、エスケープ部のプログラムブロックの場合には、ステップＳＡ１０４へ移行し、そうでない場合にはステップＳＡ１０５へ移行する。
●［ステップＳＡ１０４］ドライラン信号をＯＮにし、ステップＳＡ１０７へ移行する。
●［ステップＳＡ１０５］ドライラン信号がＯＮか、否か判断し、ドライラン信号がＯＮの場合にはステップＳＡ１０６へ移行し、そうでない場合にはステップＳＡ１０７へ移行する。
●［ステップＳＡ１０６］ドライラン信号をＯＦＦにし、ステップＳＡ１０７へ移行する。
●［ステップＳＡ１０７］１ブロックを実行し、ステップＳＡ１００へ戻り、処理を継続する。

次に、加工プログラムを例にとって説明する。
図１５は、従来技術による放電加工を説明する図である。図１５に示される加工形状はプログラム例１によって加工できる。プログラム例１は下記の通りである。従来技術では、ワーク２のアプローチ部に抉れ溝２２が形成されてしまう。
（プログラム例１）
Ｇ９２Ｘ０Ｙ０
Ｇ９０Ｇ０１Ｇ４２Ｙ−５．；
Ｘ−５．；
Ｙ５．；
Ｘ５．；
Ｘ０；
Ｇ４０Ｙ０；
Ｍ３０；
プログラム例１の概略を説明する。Ｇ９２は座標系設定、Ｇ９０はアブソリュート指令、Ｇ０１は直線補間、Ｇ４２は工具径補正、Ｇ４０は工具径補正のオフセットのキャンセル、Ｍ３０はプログラムエンドをそれぞれ表す。

図１６は、本発明による放電加工を説明する図である。図１６に示される加工形状はプログラム例２によって加工できる。プログラム例２は下記の通りである。図１６に示されるように、ワーク２のアプローチ部に抉れ溝２２は形成されない。
（プログラム例２）
Ｇ９２Ｘ０Ｙ０
Ｇ９０Ｇ０１Ｇ４２Ｍ４０Ｙ−５．；
Ｍ８０Ｘ−５．；
Ｙ５．；
Ｘ５．；
Ｘ０；
Ｇ４０Ｙ０；
Ｍ３０；
プログラム例２では、Ｍ４０のドライラン指令とＭ８０のマシニング指令とをプログラム例１に追加している。Ｍ４０は放電ＯＦＦ指令であり、放電がオフになり、ドライランとなる。また、Ｍ８０は放電ＯＮ指令であり、Ｍ４０がキャンセルされてドライランが解除され、通常の加工状態に戻る。

以上説明したように、本発明によって、仕上加工時のワイヤ電極１のワークへのアプローチの際、エスケープの際、あるいはアプローチおよびエスケープの際に、放電ＯＦＦ状態とすることによって、ワークに抉れ溝が形成されることを抑制することができる。アプローチとエスケープの両方で本発明を実行すれば、どちらか一方で行う場合より効果がよりよい。

１ ワイヤ電極
２ ワーク
３ ダイ穴
１０ 送り出し部トルクモータ
１１ ワイヤボビン
１２ ブレーキモータ
１３ ブレーキシュー
１４ 上ワイヤガイド
１５ 下ワイヤガイド
１６ 下ガイドローラ
１７ ワイヤ電極回収箱
１８ ピンチローラ
１９ フィードローラ
２０ アプローチ移動方向
２１ 仕上加工移動方向
２２ 抉れ溝
２３ 静電吸引力
２４ エスケープ移動方向
２５ 放電
２６ 光透過型センサ
２７ センサ中心位置
２８ 加工電源用スイッチ
２９ 加工電源

Claims (9)

1. ワイヤカット放電加工機における仕上げ加工方法であって、ワイヤ電極がワークにアプローチする際に、少なくとも過剰放電が発生しない距離だけワイヤ電極がワークに近接するまで、放電電圧を印加せず放電加工を行わない状態にしてアプローチし、その後放電電圧を印加し放電加工を行う状態にして仕上げ加工を実行させることを特徴とする仕上げ加工方法。
2. 仕上げ加工後、ワイヤ電極がワークからエスケープする際に、加工形状のブロック終了点から少なくとも過剰放電が発生しない距離だけ該ワイヤ電極が該ワークから離れるまで、放電電圧を印加せず放電加工を行わない状態にしてエスケープ動作させることを特徴とする請求項１に記載の仕上げ加工方法。
3. 前記放電電圧を印加せず放電加工を行わない状態にする手段は、加工電源をＯＮせずに加工プログラムの指令を実行するワイヤカット放電加工機のドライラン機能を用いることを特徴とする請求項１または２のいずれか１つに記載の仕上げ加工方法。
4. 前記放電電圧を印加せず放電加工を行わない状態は、ワイヤ電極とワークの接触（短絡）を検出するための微弱なパルス状の電圧を印加する場合を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の仕上げ加工方法。
5. ワイヤ電極とワークが接触し、電気的に短絡（ショート）状態になっている時、ワイヤ電極とワークの接触（短絡）状態を解除するため、自動的に、進んできた軌跡を短絡が解除するまで後退（後退制御）し、短絡が解除したことを検出した後、放電用加工電圧を印加し、放電加工を再開することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の仕上げ加工方法。
6. 加工プログラムを解析し、アプローチ部のみ自動的に放電電圧を印加せず放電加工を行わないように指令し、そのブロック終了時に放電電圧を印加し放電加工を行うように指令することにより、加工電圧を印加し、放電を開始するようにしたことを特徴とするワイヤカット放電加工機。
7. 加工プログラムを解析し、加工終了時のワークのエスケープ部分に到達すると、放電電圧を印加せず放電加工を行わないように指令することを特徴とする請求項６に記載のワイヤカット放電加工機。
8. 前記放電電圧を印加せず放電加工を行わない状態は、ワイヤ電極とワークの接触（短絡）を検出するための微弱なパルス状の電圧を印加する場合を含むことを特徴とする請求項６または７のいずれか１つに記載のワイヤカット放電加工機。
9. ワイヤ電極とワークが接触し、電気的に短絡（ショート）状態になっている時、ワイヤ電極とワークの接触（短絡）状態を解除するため、自動的に、進んできた軌跡を短絡が解除するまで後退（後退制御）し、短絡が解除したことを検出した後、放電用加工電圧を印加し、放電加工を再開することを特徴とする請求項６〜８のいずれか１つに記載のワイヤカット放電加工機。

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